坦桑尼亚东马拉金矿矿床地质特征及找矿方向
2020-04-20陈志友陆国章
周 雷,陈志友,陆国章
(贵州省地质矿产资源开发股份有限公司,贵州 贵阳 550004)
1 区域地质概况
矿区位处穆索马—马拉II级成矿带(绿岩带),该成矿带走向NE-SW,长约250km,宽约10km~60km,该成矿带上所有岩层变质程度为绿片岩相,马拉地区为角闪石相,地层褶皱轴向主要为NE向。穆索马—马拉II级成矿带已经发现超大型、大型、中型金矿床及金矿(化)点若干个,著名的北马拉金矿就产在该带上。坦桑尼亚境内构造变形较复杂,可划分为太古代活动带、元古代活动带和新生代东非裂谷系3个主要大地构造单元。维多利亚湖东部地区岩浆岩较为发育,该地区的金矿床具有典型的太古代绿岩带金矿化特征,含金地质体一般为缓倾或陡倾的含金黄铁矿化石英脉和与区域构造有关的含金构造蚀变岩,在穆索马—马拉绿岩带发现了布亨巴金矿、ML553金矿、北马拉金矿等中大型金矿床和很多金矿(化)点。
2 矿区地质特征
2.1 地层
矿区出露地层有太古代尼安兹系(Ny)和第四系(Q)。
太古代尼安兹系主要由片麻岩(主)、片岩(次)与绿泥绿帘石岩、斜长角闪岩、石英岩、变质玄武岩及条带状混合岩及少许变质砾岩等组成[1]。
第四系为杂色砾岩、粘土、亚粘土岩块等组成的残坡积物及冲洪积物。一般厚0m~15m[1]。
2.2 构造
矿区发育构造有北西向、北东向及近东西向和近南北向四组,从断裂的交切和限制关系分析,北西向组断裂发育最早,近南北向组断裂生成最晚。北西西向、北北西向及近东西向断裂是矿区内的主要控矿构造,北东向组断裂在矿区中部及北东角亦发现金矿化。含控矿断裂主要表现为层间断层特征。
矿区主要控矿构造为F1,次级含矿构造为隐伏F2和F20;规模较大的构造有F23和F25,分述如下。
F1位于矿区北东部,北西端延伸出矿区,南东端于矿区中部消失,长>2.67km;南东段走向总体北西西(117°),倾向南南西(207°),倾角22°~65°;北西段总体走向近东西向,倾向近南,倾角46°~70°;断层面部分地段光滑、具波状起伏;断层破碎带宽0.12m~1.29m,带内为构造岩及石英脉,具硅化、黄铁矿(褐铁矿)化、绿泥石化、方解石化、方铅矿化蚀变和片理化、碎裂化;北西段部分地段具金矿(化);南东段未发现金矿化。断层两盘为尼安兹系片岩或片麻岩,断层产状与片岩、片麻岩产状基本一致,表现为较明显的层间(或走向)断层特点;在断层上盘附近局部见剪切作用形成的透镜体,亦表现出剪切特征,判断该断层为压扭性(剪切)断层,F1是①号金矿体的容矿构造。
F2为隐伏断层,位于矿区北西部,隐伏于F1断层下盘;长>0.62km,断层产状倾向196°~210°,倾角14°~34°,其两盘尼安兹系变质岩中片(麻)理产状与断层产状大体相近,以“层间”断层为主要特征;断层破碎带宽0.10m~0.57m;矿化蚀变主要表现为硅化、黄铁矿化、磁黄铁矿化、绿泥石化、方解石化、方铅矿化等;强硅化交代蚀变使带内石英脉呈烟灰色及灰白色,偶见明金。根据产状推测,F2在倾向上延伸至标高1200m时交于F1。F2是②号金矿体的控矿构造。
F5位于矿区西部,北部与F1相交,南部与F23相交。走向北北西,走向长2.04km,倾向北东东,倾角70°~84°。断层破碎带宽3m~10m,带内为硅化、强硅化构造蚀变岩及石英脉。
F20位于矿区中部偏东,西部交于F25;长>0.2km,走向北西西,倾向南南西,倾角60°;两盘为太古代尼安兹系片岩,断层破碎带宽0.12m~0.20m,带中为构造蚀变岩及石英细脉,具硅化、黄铁矿(褐铁矿)化及金矿化。F20是③号金矿体的控矿构造。
F23位于矿区中部,走向近东西,走向长>5.00km,倾向近南,倾角60°~76°。断层破碎带宽4m~6m,带内见硅化、强硅化构造岩及石英脉,局部具钾化。两盘为太古代尼安兹系斜长片麻岩、片岩、变质玄武岩及第三系安山岩。根据两盘安山岩及断层产状判断地层断距>120m,为正断层。
F25位于矿区中部偏东,南西端交于F23;长1.41km左右,走向北东,南西段倾向南东,倾角65°~85°;北东段倾向北西,倾角65°~75°,局部具直立反倾特点。断层面光滑,断层破碎带宽3m~11m,带中为强硅化构造蚀变岩、碎裂岩及石英脉,具褐铁矿化。两盘出露太古代尼安兹系斜长片麻岩、片岩等。为压扭性断层。
F28位于矿区北西部,北东端止于安山岩覆盖区,南西端止于F5中部;长>1.3km,走向北北东,倾向南东东,倾角68°~73°;断层破碎带宽0.5m,带中为构造蚀变岩及石英细脉。两盘主要为太古代尼安兹系斜长片麻岩、片岩。该断层错切F1断层。
2.3 岩浆岩
矿区内以新生界第三系沿裂谷喷发的基性火山岩—安山岩为主,主要分布于矿区北部,南部少有分布;与下伏太古代变质岩多呈近水平接触;残留厚度1m~10m。安山岩为深灰色,斑状结构,交织结构,间粒结构,块状构造;斑晶为斜长石、石英,基质中更长石近于平行排列,部分组成三角形格架,在斜长石微晶间充填黑云母、黄铁矿、绿泥石、褐铁矿等微粒,基质占85%。
2.4 变质岩
该矿区变质作用主要为区域变质和动力变质作用。区域变质作用形成的变质岩主要有片麻岩、片岩、角闪岩、变质玄武岩、石英岩等;动力变质作用局限于各断裂构造破碎带内,其形成的变质岩主要是硅化、绿泥石化、碎裂岩、构造片岩[2]。
3 矿床地质特征
3.1 矿体地质特征
目前矿区内圈算资源/储量的矿体有①、②、③三个矿体,特征如下:
①号金矿体:受F1控制,沿F1走向共探获4个金矿体,编号分别为①-1、①-2、①-3、①-4,4个矿体含矿岩石、矿化蚀变、矿石质量等地质特征相似。规模较大的金矿体为①-1。
①-1号金矿体:呈透镜状产于F1中,走向长度370m,延深20m~70m;矿体分布标高1030m~1452m,埋深0m~70m;产状与F1产状一致,倾向175°~190°,平均181°,倾角48°~70°,平均58°;单工程矿体真厚度0.85m~1.20m,平均真厚度1.04m;单工程品位2.40×10-6~22.88×10-6,平均品位10.45×10-6;厚度变化系数14%,品位变化系数27%。资源/储量估算标高在1300m以浅,钻探控制标高在1030m仍有矿化显示,品位1.35×10-6,真厚度0.75m,深部仍有找矿空间。
②号金矿体:受隐伏构造F2的控制,呈薄脉状产出,走向长度360m,最大延深380m;矿体分布标高1253m~1421m,埋深10m~140m;产状与F2产状一致,倾向200°~215°,平均209°,倾角20°~33°,平均28°;单工程真厚度0.10m~0.59m,平均真厚度0.29m;单工程品位3.35×10-6~425.00×10-6,平均品位71.99×10-6;厚度变化系数53%,品位变化系数157%。资源/储量估算标高在1200m以浅(图1)。
③号金矿体:呈透镜状产于F20中,倾向190°~195°,平均193°,倾角60°~65°,平均63°,倾向延深120m;单工程品位1.25×10-6~44.30×10-6,平均品位9.00×10-6;单工程真厚度0.25m~1.14m,平均真厚度0.70m。资源/储量估算标高在1270m以浅,在矿体走向上无深部工程控制。
图1 39线勘探线剖面图
3.2 含金岩石特征
含金岩石主要为石英脉,偶见蚀变岩型矿石。石英脉按颜色可分为烟灰色及灰白色石英脉;烟灰色石英脉多见于①号金矿体中,灰白色石英脉多见于②号金矿体及其它含金蚀变带中,呈块状,镜下鉴定见不等粒变晶结构及碎裂化构造;矿物共生组合为黄铁矿、石英、方铅矿,这类矿石一般产于含金蚀变带中部,矿石含金品位较好,一般2×10-6~40×10-6,最高达425×10-6,矿石中偶见自然金。蚀变岩型金矿石呈灰色、暗灰色,具有细脉状和浸染状构造,矿物呈细粒、半自形或它形粒状结构,矿物共生组合为黄铁矿、石英、绢云母,绿泥石、方解石等;在矿区中发现蚀变岩型金矿石,但未形成规模。
3.3 矿石特征及结构构造
矿石为含金石英脉。矿石中主要矿物为黄铁矿、方铅矿、自然金、石英、长石、绿泥石、绢云母、方解石等。
矿石结构主要为等粒变晶结构、他形晶粒状结构、聚粒状结构、碎裂结构、包含结构。
矿石构造主要为浸染状构造、脉状构造、团块状构造、碎裂构造、斑杂构造。
3.4 矿化蚀变
矿化蚀变类型有硅化、黄铁矿化、磁黄铁矿化、碳酸盐化、粘土化,偶见方铅矿化。与金矿化关系密切的是硅化、黄铁矿化、磁黄铁矿化、方铅矿化。
3.5 金赋存状态
金主要以自然金形式赋存。裸露和半裸露的自然金主要分布在黄铁矿、方铅矿、石英等矿物颗粒间的粒间金,以及少量的矿物颗粒内的裂隙金。
3.6 控矿地质条件
(1)地层条件:赋金地层为太古代尼安兹系,目前所发现的金矿体直接赋存于尼安兹系变质岩中的断裂蚀变带内,尼安兹系与金矿关系极为密切。
(2)岩性条件:金矿主要分布在片麻岩断裂蚀变带内。(3)构造条件:北西向断裂(剪切带)是主要导矿和容矿构造,其决定了矿体形态、产状、规模及分布特征。
3.7 找矿标志
矿区内主要的找矿标志有民采标志、地层标志、构造标志、蚀变标志、矿物及脉石组合标志。
民采标志:坦桑尼亚民采金矿史由来已久,矿区查明的矿体有的也是在民采的基础上加强地质工作发现的,所有民采标志仍是矿区重要的找矿标志。
地层标志:金矿产于太古代尼安兹系中,是首要的找矿标志。
岩性标志:含金岩石主要为石英脉,矿区内的石英脉主要以白色和烟灰色为主,是主要找矿标志。
构造标志:区内断裂蚀变带是控制矿床(体)的构造条件,是寻找金矿的直接标志。目前发现的金矿化与北西向断裂剪切带关系密切,构造变形显著及构造相交部位是成矿有利空间。
蚀变标志:区内围岩蚀变是主要找矿标志,有黄铁矿化、磁黄铁矿化、硅化、方铅矿化、碳酸岩化及粘土化。
矿物及脉石组合标志:黄铁矿、石英、方解石等矿物多产出于构造蚀变带中,其呈规则及不规则状脉体或团块同时出现时,往往是金矿富集地段的间接标志。
4 矿床成因
4.1 区域地质背景
环维多利亚湖绿岩带是坦桑尼亚主要的金矿集中区,绿岩带由中太古代尼安兹系组成,分为内弧绿岩带和外弧绿岩带。内弧绿岩带为下尼安兹系绿岩带,以镁铁质火山岩而无条带状铁建造为特征,金矿类型为含石英脉型金矿。其外弧绿岩带以大量的条带状铁建造、长英质凝灰岩和层控层状金矿床为特征。绿片岩受后期花岗岩、花岗闪长岩、闪长岩侵入的影响已经过多期变质[3]。矿区位于内弧绿岩带。
4.2 矿区金矿产出特征
矿区内的金矿体主要受北西向、北西西向断裂构造控制,主要含(控)矿构造为F1和隐伏F2,次级含矿构造F20;含金石英脉主要产于片麻岩中,围岩蚀变不明显。
F1控制的①金矿体主要产在北西向与北西西向过度区域(①-1、①-2金矿体),在走向和倾向上有一定延伸,其它区域的金矿体规模较小(①-3、①-4金矿体);平均厚度1.04m,平均品位10.45×10-6。F2控制②金矿体,根据F2的产状和与F1的位置关系,F2沿倾向延伸至标高1200m左右交于F1,F2控制的金矿体产于标高1200m以浅;平均厚度0.29m,平均品位71.99×10-6。F20控制③金矿体,工程较少,在走向和倾向控制程度较低;平均真厚度0.70m,平均品位9.00×10-6。
4.3 成矿热源
根据区域岩体分布,初步认为区域变质作用产生的变质流体为主要成矿流体,其次为花岗质岩体分异演化过程中释放出来的岩浆流体和构造活动产生的热水也是成矿流体的来源之一。热源大致可分为变质热、构造热和岩浆热。
4.4 成因分析
在重力和压力梯度、热力及构造作用下,成矿流体中含有的H2S、HCl、HF、SO2、CO、CO2、H2、N2等挥发组分将分散在岩石中的成矿物质活化,以金属络合物的形式进入热液中形成含矿热液。在构造作用下,含矿热液沿断裂构造向上运移,当含矿热液沿断裂快速上升至一定深度时,因断裂构造空间、含矿热液温度、压力及围岩等发生变化时,含矿热液固结成矿或进入岩石裂隙和断裂中充填、交代成矿。
根据矿区矿物组合特征,初步认为矿床成因类型为中温热液型,矿床类型为中温热液脉型金矿床。
4.5 成矿规律
矿区内发育的北西、北东向等构造,为成矿热液的运移提供通道,为金矿体富集提供有利空间。成矿物质经区域变质、多期次的岩浆活动、构造活动和成矿作用后成矿。该矿区成矿规律为:①金矿体赋金地层为太古代尼安兹系(古老绿色岩系);②金矿体产于北西向断裂蚀变带中;③金矿体矿化与黄铁矿化、磁黄铁矿化、方铅矿化和强硅化形成的石英脉关系密切相关。
5 找矿方向
综上所述,矿区位于环维多利亚湖内弧绿岩带中,赋矿构造主要为北西向、北西西向断裂构造,为石英脉型金矿,矿床规模已达中型,矿区仍有一定的找矿空间,下一步工作建议:
(1)在矿区北部和南西部开展物探工作,探测安山岩和第四系盖层下的隐伏构造,寻找以北西向为主的含金构造带。
(2)F1控制的①金矿体资源/储量估算标高在1300m以浅,而钻探工程揭露的金矿体(品位1.35×10-6,真厚0.75m)标高在1030m;F1在倾向延伸方向仍有较好的找矿空间。
(3)详细查明F1在走向和倾向上的形态变化,F1控制的金矿体在产状变化区域最佳。
(4)加强对F2在走向上的工程控制,进一步评价F2在1200m以浅标高的找矿前景。
(5)加强F1与F2的几何空间关系研究,F1与F2交汇部位有利于含矿热液运移及金矿体富集。
(6)F20控制的③金矿体在倾向上已有一定延伸,加强F20在走向上的控制,尤其在东端延伸至安山岩覆盖区。